Struja kroz gasove i tečnosti — zašto svetli neonski natpis i zašto je struja opasna?

🎬 Video

📖 Pojmovi

Vazduh obično ne provodi

Između rupa u utičnici je vazduh, ali kroz njega ne teče struja. Gas je sastavljen od neutralnih molekula, i u njemu skoro da nema slobodnih nosilaca naelektrisanja — zato je pri običnim uslovima dobar izolator. Struja kroz gas može da teče tek kad u njemu nastanu nosioci: pozitivni joni i elektroni (ponekad i negativni joni).

Kako gas postane provodnik

U gasu uvek ima ponešto jona i elektrona, koje stvara zračenje iz okoline, a ponekad i plamen. U jakom električnom polju elektron se ubrza toliko da pri sudaru izbije elektron iz atoma — atom tada postane pozitivan jon. To se zove jonizacija. Sada su tu dva elektrona, pa četiri — nosilaca je za tren sve više, i gas provodi. Tako nastaje i munja, o kojoj je bilo reči u ranijem času.

Razređen gas svetli

Ako se iz staklene cevi ispumpa veći deo gasa, molekuli su retki, i elektron između dva sudara pređe dug put. Za to vreme ga polje ubrza do velike brzine, pa pri sudaru atom gasa primi dosta energije i zatim je odaje kao svetlost. Zato cev sa razređenim gasom svetli pri naponu pri kome bi vazduh pod običnim pritiskom ostao izolator.

Gajslerove cevi

Nemački staklar Hajnrih Gajsler pravio je u 19. veku staklene cevi neobičnih oblika, punjene razređenim gasovima, sa metalnim elektrodama na krajevima. Kad se na elektrode dovede visok napon, cev svetli celom dužinom. Takve cevi su pokazale da električna struja može da teče i kroz gas, i bile su preteča današnjih svetlećih reklama.

Svaki gas svoja boja

Boja svetlosti zavisi od gasa u cevi: neon svetli crveno-narandžasto — po njemu su dobile ime neonske reklame — a drugi gasovi daju druge boje, na primer plavu ili ljubičastu. Zato natpis iznad pekare može biti crven, a susedni plav. Po boji svetlosti razređenog gasa naučnici mogu da prepoznaju koji je to gas.

Svetlo bez žica

Teslin transformator stvara veoma visok napon koji vrlo brzo menja smer — stotinama hiljada puta u sekundi i više — pa oko njega nastaje jako promenljivo električno polje. Cev sa razređenim gasom u njegovoj blizini zasvetli, iako nije spojena nijednom žicom: polje samo ubrzava nosioce u gasu. Takav ogled izvodi samo nastavnik, jer je napon transformatora opasan.

Slana voda i mehurići

Čista voda veoma slabo provodi, ali kad se u njoj rastvori kuhinjska so, nastaju pozitivni i negativni joni, pa voda postaje provodnik. Elektroda spojena sa pozitivnim polom izvora zove se anoda, a sa negativnim katoda. Kad kroz slanu vodu teče struja, na obe elektrode izdvajaju se gasovi: kod anode hlor, kod katode vodonik. Hlor je otrovan, pa se ovaj ogled radi samo na času, uz nastavnika i bateriju — nikad sa naponom iz utičnice.

Komšija ne može da pusti kabl

Milan vidi da komšija drži neispravan produžni kabl, ne može da ga pusti i grči se. Kroz komšijino telo teče struja, pa bi prošla i kroz Milana da ga uhvati. Zato Milan prvo prekine kolo: isključi osigurač ili prekidač, ili izvuče utikač iz utičnice. Tek kad struja više ne teče, priđe komšiji i pozove hitnu pomoć (194) — udar struje može da ošteti srce i kad čovek izgleda dobro. Ako kolo ne može da se prekine, ne prilazi, nego odmah pozovi odraslu osobu i 194.

Zašto telo provodi

Krv i ostale tečnosti u telu sadrže rastvorene soli, pa je telo provodnik. Struja kroz telo grči mišiće — zato komšija nije mogao da pusti kabl — može da zaustavi rad srca i pravi opekotine. Opasna je već struja od nekoliko desetina miliampera, a napon gradske mreže od 230 V kroz telo može da potera i jaču. Najopasnije je kad struja prolazi kroz grudi, od ruke do ruke ili od ruke do noge. Vlažna koža i mokra podloga čine opasnost još većom.

Šta štiti stan

Metalna kućišta veš-mašine, bojlera ili šporeta spojena su posebnom, zaštitnom žicom sa Zemljom; kod šuko utičnice ta žica ide do dve metalne pločice na ivici udubljenja. Ako zbog kvara kućište dobije napon, kroz zaštitnu žicu poteče jaka struja u Zemlju i osigurač prekine kolo, pa dodir kućišta ostaje bezbedan. Novi stanovi imaju i zaštitnu sklopku, koja isključi struju čim primeti da deo struje ide „sa strane“, na primer kroz čoveka. Uređaj sa oštećenim kablom ne koristi se, a popravlja ga električar.

Opasnost napolju

Pokidana žica na trotoaru, dalekovod iznad livade i kontaktni vod nad prugom su pod visokim naponom. Kod visokog napona struja može da preskoči i kroz vazduh, bez dodira — zato se takvim žicama ne prilazi, ne penje se na stubove i ne pušta se zmaj blizu dalekovoda. Ako vidiš pokidanu žicu, udalji se, upozori druge i javi odrasloj osobi ili hitnim službama.

❓ Pitanja

✏️ Rešeni zadaci

📝 Test

Pročitaj zadatak i izaberi tačan odgovor. Računa se šta pogodiš iz prvog pokušaja.